外文文献翻译角抽运NdYAG复合板条多波长连续运转激光器教程详解.doc

毕业设计/论文 外 文 文 献 翻 译 系　 别 信息科学与技术系 专 业 班 级 光信0802 　 姓　 名 邹 雅 琴 评 分 华中科技大学武昌分校 2012 年 3 月 角抽运Nd:YAG复合板条1.1μm多波长连续运转激光器 刘欢 柳强 巩马理 (清华大学精密仪器与机械学系光子与电子技术研究中心，北京，10084) *gongml@mail.tsinghua.edu.cn 摘要 报道了一种适合中小功率的全固态激光器的角抽运方法，抽运光从板条激光器中板条晶体的角部入射，可获得较高的抽运效率和较好的抽运均匀性。采用单角抽运方式，进行了角抽运Nd:YAG复合板条1.1μm多波长连续运转激光器的实验研究。激光腔采用紧凑型平-平直腔结构，腔长仅为22mm。当注入抽运功率为50.3W时，1,1μm多波长激光连续输出功率最高可达12.6W，光-光转换效率为24% 。 引言 角抽运方式是我们研究中心提出的一种新的抽运方式。其基本原理是在板条状激光介质的的角部切出一个倒角，抽运光通过这个倒角耦合到激光介质内部，利用抽运光在介质内的全反射来实现多程吸收，大大增加了吸收路程，在较低的掺杂浓度下也能获得较高的抽运效率和较好的抽运均匀性。角抽运方式和热键合技术结合起来能获得更好的激光输出，通过热扩散方式的方法在掺杂介质的两边缝合非掺杂介质，能把抽运光吸收区限制在中间的掺杂区，防止激光在界之内形成回路，有利于抽运光能量的提取和激光介质的散热。 近年来，作者所在的研究小组已经成功实现了千瓦级连续输出的激光二极管（LD）角抽运Yb:YAG激光器稳定运转，光—光转换效率高，但光束质量不高，像散比较严重，限制了它的应用。目前，中小功率输出的全固态基膜激光器有着更广阔的应用前景。角抽运方式作为一种新的抽运形式，既具有端面抽运效率高，激光晶体冷却方法简单的优点，又具有侧面抽运均匀性好、功率扩展性强的优点。因此利用角抽运方式，开展中小功率全固态激光器的实验研究具有十分重要的应用价值。从原理上分析，角抽运中小功率输出的复合板条固体激光器是完全可行的，但是其耦合系统、激光介质腔型结构、输出功率特性等与大功率时存在有一些差异，这需要进行深入细致的理论计算和实验研究。 在中小功率固体激光器的发展过程中，通常使用Nd:YAG和Nd∶YVO4作为增益介质，两者都实现了较好的激光输出。Nd∶YAG 的主要优点是热机械性能好，而Nd∶YVO4的主要优点是有效受激发射截面大，偏振输出，有利于消除热致双折射带来的影响。对于角抽运方式，由于其吸收光程比较长，因此对掺杂浓度和有效发射截面要求不高。Nd:YVO4的优点得不到充分发挥，所以在中小功率角抽运固体激光器增益介质的选择中，采用Nd:YAG材料作为增益介质更为合适。目前已经成功实现了角抽运Nd:YAG复合板条1064nm 激光及其倍频光准连续、高效、稳定输出和角抽运Nd:YAG 复合板条1319nm/1318 双波长激光连续、高效、稳定输出。 近年来，人们开始对Nd:YAG 的1.1um 附近的谱线产生了极大的兴趣，其中主要包括对1112nm和1123nm 激光器的研制。1112nm激光经倍频可获得556nm的黄光，该波长非常接近人眼最敏感波长555nm，非常适合于激光显示和照明。1123nm激光器可以作为掺铥光纤的抽运源，通过上转换得到481nm 的蓝光输出；同时1123nm 的倍频光561nm 黄光在医学、生物荧光实验研究和全息照相存储等领域有着极大的用途。1997年，R.Paschptta 等利用激光二极管抽运Nd:YAG，获得了1.6W 的1123nm 激光输出，再将该激光抽运掺铥光纤，经频率上转换获得230mW的481nm蓝光输出.1999年，N.MOORE等展示了衍射极限输出的1123nm 驻波腔激光器，注入抽运功率5.6W 时，激光输出功率1.7W；同时，他们构建了一个单向环形腔单频1123nm 激光器，产生180mW 的单频输出。2004 年，台湾的Y.F.Chen等采用Cr4+:YAG 被动调Q，在抽运功率1.5W 时，获得了150mW，10KHz的调Q输出，脉宽50ns。采用声光调Q，在抽运功率为19.2W时获得了平均功率3W 的调Q输出，重复频率20KHz，峰值功率大于1kW；激光器连续运转时1123nm 输出功率高达3.8W。2005年，蔡志强等报道了一台LD 端面抽运Nd:YAG1123nm连续运转激光器，最高输出功率为2.6W，光—光转换效率为16.4%，斜率效率为18%。2006年，F.Q